Viscosidad PDF

Title Viscosidad
Author Bryan Plantarrosa Arias
Course Geología De Campo
Institution Universidad Mayor de San Andrés
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Summary

todo relacionado a viscosidad ...


Description

VISCOSIDAD: Es la resistencia que tiene las moléculas que conforman un liquido para separarse unas de otras, es decir, es la oposición de un fluido a deformarse y esta oposición es debida a las fuerzas de adherencias que tiene unas moléculas de un liquido o fluido con respecto a las otras moléculas del mismo líquido. Se le concede cierta importancia práctica, aunque carece de base científica, y el único beneficio que aparentemente tiene, es el de suspender el ripio de formación en el espacio anular, cuando el flujo es laminar. Es recomendable evitar las altas viscosidades y perforar con la viscosidad más baja posible, siempre y cuando, se tenga valores aceptables de fuerzas de gelatinización y un control sobre el filtrado. Un fluido contaminado exhibe alta viscosidad embudo. Embudo Marsh: el embudo se utiliza para determinar la viscosidad del fluido en segundos por cuarto de galón. Es determinada con el embudo Marsh, y sirve para comparar la fluidez de un liquido con la del agua.

La viscosidad debe ser lo menor posible para disminuir las perdidas de carga debida al flujo del lodo y la potencia de las bombas, así como para permitir una buena separación de las partículas de arena arrastrada por el lodo. Tampoco debe ser demasiado pequeña, esto a fin de evitar que durante la perforación se sedimenten en los sondeos las partículas inertes. VISCOSIDAD PLÁSTICA: Es la viscosidad que resulta de la fricción mecánica entre:  Solidos  Sólidos y líquidos  Liquido y líquidos Esta viscosidad depende de la concentración, tamaño y forma de los solidos presentes en el fluido, y se controla con equipos mecánicos de control de sólidos. Este control es indispensable para mejorar el comportamiento geológico y sobre todo para obtener altas tasas de penetración (ROP). Una baja viscosidad plástica aunada a un alto punto cedente permite una limpieza efectiva del hoyo con alta tasa de penetración.

Viscosímetro de lectura directa: Determina las propiedades reológicas del fluido, es decir, la viscosidad plástica, el punto cedente y la fuerza de gel.

Este aparato esta constituido por un rotor que gira dentro de una taza mediante un motor eléctrico. Una caja de velocidades, que actúa mediante un sistema de engranaje, hace girar el rotor a diferentes velocidades. Al girar el rotor produce un cierto arrastre al Bob. Este arrastre se mide mediante una balanza de torsión, que indica la fuerza desarrollada en un dial graduado. Una suspensión de arcilla no posee viscosidad constante en el sentido newtoniano. Además, son tan difíciles de separar la viscosidad y la tixotropía que las medidas de tixotropía se fundan frecuentemente en las de viscosidad efectuándose primero una después de agitar el lodo y luego otros 10 minutos después. Aunque se exprese la viscosidad en unidades absolutas, poises y centipoises, no hay que olvidar que el resultado depende sobre todo del método operatorio seguido y que hay que conformarse con normas fijas para poder comparar los resultados de los distintos operadores entre sí. Se emplea principalmente dos aparatos: - El embudo de Marsh que asegura la salida del lodo a través de un orificio calibrado, pero bajo carga variable, y que permite expresar la viscosidad por el tiempo necesario para llenar una capacidad conocida (normalmente 946 cm3). - El viscometro de Stormer que da el peso necesario para arrastrar un agitador a una velocidad de 600 revoluciones por minuto.

Debe hacerse un calibrado de estos dos aparatos para poder expresar el resultado de los ensayos en poises. Otro aparto muy simple llamado Shearometro consiste en un cilindro metálico graduado que permite evaluar, la tixotropía tomando la profundidad a la que se hunde el aparto en el lodo que se estudia. PUNTO CEDENTE: Es una medida de la fuerza de atracción entre las partículas, bajo condiciones dinámicas o de flujo. Es la fuerza que ayuda a mantener el fluido una ves que entra en movimiento. El punto cedente esta relacionado con la capacidad de limpieza del fluido en condiciones dinámicas, y generalmente sufre incremento por la acción de los contaminantes solubles como el carbonato, calcio, y por los sólidos reactivos de formación. Un fluido floculado exhibe altos valores de punto cedente. La floculación se controla de acuerdo al causante que lo origina. Se usan adelgazantes químicos cuando es causada por excesos de solidos arcillosos y agua cuando el fluido se deshidrata por altas temperaturas. TIXOTROPÍA: Es la propiedad de un líquido por la que se convierte en un gel cuando no circula. Es una propiedad muy apreciada de los lodos de perforación, por que el gel así formado, cada vez que se para la circulación, impide que el ripio caiga al fondo del pozo y bloquee la herramienta de perforación. Sin embargo, no debe ser demasiado grande, para que no impida que se restablezca la circulación al volver a poner en marcha las bombas. Como se vera en el estudio de la circulación del lodo, la tixotropía es un fenómeno muy complejo que depende esencialmente de los constituyentes del lodo. RESISTENCIA AL GEL: Esta resistencia o fuerza de gel es una medida de la atracción física y electroquímica bajo condiciones estáticas. Esta relacionada con la capacidad de suspensión del fluido y se controla, en la misma forma, como se controla el punto cedente, puesto que la origina el mismo tipo de solido (reactivo). Esta fuerza debe ser lo suficientemente baja para: - Permitir el asentamiento de los solidos en los tanques de superficie, principalmente en la trampa de arena.

-

Permitir buen rendimiento de las bombas y una adecuada velocidad de circulación. Minimizar el efecto de succión cuando se saca la tubería. Permitir el desprendimiento del gas incorporado al fluido.

FILTRADO: Indica la cantidad relativa de liquido que se filtra a través del revoque hacías las formaciones permeables, cuando el fluido es sometido a una presión diferencial. Esta característica es afectada por los siguientes factores: Presión – dispersión – temperatura – tiempo. En formaciones permeables no productoras se controla desarrollando un revoque de calidad, lo cual es posible, si se tiene alta concentración y dispersión de solidos arcillosos que son los verdaderos adictivos de control de filtración. Por ello, es practica efectiva usar bentonita pre hidratada para controlar el filtrado. ¿Qué es un revoque? La capa formada en la cara de la formación que mencioné arriba eso es lo que se conoce como revoque. Es una capa o costra impermeable formada por los sólidos suspendidos en el lodo que queda retenido en las paredes del pozo cuando la fase continua de ese lodo se filtra hacia la formación. El revoque debe ser delgado ya que un revoque grueso entorpece la corrida de registros y su correcta interpretación, además que no cumplirá eficientemente su objetivo de mantener estables las paredes del pozo. El revoque debe ser delgado para evitar problemas operacionales como atascamientos, pega de tuberías, entre otros. El revoque debe ser impermeable para que de esta forma pueda impedir la filtración excesiva del lodo hacia la formación que ocasiona daños a la misma. ¿Qué funciones cumple el revoque? 

Ayuda a controlar la pérdida de filtrado, gracias a la permeabilidad del revoque la pérdida de la fase acuosa del lodo hacia la formación disminuye, por lo tanto, minimiza los daños a la formación y ayuda a mantener la integridad del lodo.



Mantiene la estabilidad de las paredes del pozo evitando que se derrumben durante el proceso de perforación.



Ayuda a crear un sello entre el hoyo perforado y las fracturas que pudiera producirse en la formación.



Permite una mejor interpretación de los registros eléctricos, el cual se usa para identificar las zonas prospectivas de la formación atractivas para la producción.

Tipos de filtrado: Existen 2 tipos de filtración hacia a la formación: 1. Filtración dinámica: La filtración bajo condiciones dinámicas ocurre durante el proceso activo de perforación, es decir, cuando la mecha (o barrena, así también se

le conoce) está perforando la formación rocosa y está en circulación el lodo de perforación para que cumpla sus funciones. Por esta razón la filtración dinámica alcanza tasas altas de filtrado en comparación con la filtración estática, por la turbulencia del fluido mientras la mecha rota. Además, una característica importante de este tipo de filtración es que el revoque formado es delgado por efecto de la erosión hidráulica causada por el movimiento constante del lodo contra las paredes del hoyo. 2. Filtración Estática: Mientras que la filtración bajo condiciones estáticas ocurre cuando el proceso de perforación está detenido, es decir la mecha no está perforando la formación rocosa. Esto pasa por ejemplo durante los viajes de tuberías, conexiones de tuberías para continuar la perforación a mayor profundidad; se debe detener la rotación de la mecha y no hay circulación del lodo, queda de manera estática dentro del pozo, filtrándose de a poco hacia la formación permeable. La tasa de filtración es menor a estas condiciones y el espesor del revoque por lo general es grueso. PH: Indica si el lodo es acido o básico. La mayoría de los fluidos base acuoso son alcalinos y trabaja con un rango de pH entre 7,5 a 11,5. Cuando el pH vario de 7,5 a 9,5 el fluido es de bajo pH y cuando varia de 9,5 a 11,5 es de alto pH. Estas diversas propiedades deben poseer frecuentemente un mismo lodo. La técnica de los lodos de perforación es extremadamente reciente. Empleados por vez primera por Lucas en 1901, cuando se inventó la perforación Rotary, hasta alrededor de 1930 los lodos no fueron sino el resultado de tanteos empíricos. Poco a poco se han ido creando aparatos de inspección y ha surgido el interés por lodos de alto poder coloidal a la vez que se desarrollaba el uso de productos químicos que actuaban como fluidificantes o como coloides protectores. Clasificación de los fluidos de perforación 1. Base – agua  Fase liquida: Agua principalmente, aceite cuando se emulsiona (emulsión directa).  Fase solida: Material densificante y viscosificante (barita y bentonita).  Fase química: Productos químicos. 2. Base – aceite Emulsión inversa  Fase liquida:  Fase continua: Aceite.  Fase discontinua o dispersa: Agua salada.  Fase solida: Material desinfectante (Barita).  Fase química: Emulsificante....


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